液相色谱仪的维护和故障分析
2016-12-16李红亮白玉洁李微微孙银合
李红亮 白玉洁 杨 佳 李微微 孙银合
(天津市计量监督检测科学研究院天津300192)
液相色谱仪的维护和故障分析
李红亮 白玉洁 杨 佳 李微微 孙银合
(天津市计量监督检测科学研究院天津300192)
本文介绍了高效液相色谱仪的组成,对泵、色谱柱、检测器等重要部件的使用和维护进行阐述,对出现的异常故障进行原因分析并找到解决办法,对高效液相色谱仪的使用和维护起到指导作用,确保仪器状态良好保障学习科研工作的顺利进行。
高效液相色谱仪;色谱柱;检测器;故障分析
1 前言
高效液相色谱仪是我们工作和科研常用的分析仪器,具有分离速度快、高灵敏度的特点,广泛应用于化工、医药、食品、农业、环保监测等行业[1~2]。因此对于仪器使用和维护工作的讨论对于初学者和使用者是值得研究和学习的。
2 高效液相色谱仪的组成与维护
高效液相色谱仪主要由储液器、泵、进样器、色谱柱、检测器等几部分组成[3]。
2.1 储液器
储液器主要用于流动相溶剂的储存,流动相通常有甲醇-水体系、乙腈-水体系、异丙醇-水体系等,有机溶剂要求色谱纯溶剂,使用前用抽滤装置过滤,避免溶剂中的固体颗粒损伤仪器或者柱头。
2.2 流动泵
流动泵是输液系统的核心部件,将流动相从储液器中泵入流路分离检测系统,并保持稳定的压力和流速[4]。流量的稳定性一般波动要求在3%以内,不正常波动通常会出现压力过高和压力过低两种现象。
压力过高产生的原因很多,如色谱柱进口过滤芯被污染,冲洗阀过滤芯被污染,色谱柱被污染,连接管路毛细管堵塞,进样器转子的凹槽被阻塞,其实归根结底就一个字“堵”,可以使用分段法进行检查,对堵塞部位进行清洗,排除故障。
压力过低的原因主要有两种,第一种是溶剂进口过滤芯堵塞,泵头密封垫泄漏,溶剂或流速改变,六通阀密封不严,色谱柱失效造成固定相流失等造成的,也归根结底一个字“漏”,对泄漏部位进行配件的更换,保持系统的密封性。另外一种就是输液管路中泵头有气泡造成压力过低或者波动过大,打开放空阀,排除气泡即可。
2.3 进样器
进样器分为手动进样和自动进样两种进样方式,手动进样人为进样重复性差,自动进样精密度高,稳定性好,进样器最大问题就是出现交叉污染,当样品浓度高,有较强吸附能力时,会造成进样完毕后进样器清洗不彻底,样品残留会进入下一次色谱分析,对结果产生影响,因此进样器使用后应多次清洗。
2.4 色谱柱[5-7]
色谱柱是高效液相色谱仪的核心部分,保持色谱柱的柱效和渗透性能,延长色谱柱的使用寿命。在色谱柱前面通常会加上一个保护柱,保护柱的填料应与分析柱的填料一致,其目的是保护分析柱不受污染,使用完毕应用流动相冲洗整个系统,除去系统中缓冲液,如果长时间不使用色谱柱,先用适当溶剂充分清洗色谱柱,并保证色谱柱充满溶剂后拆卸下来,用死堵头将色谱柱两端密封,防止色谱柱中的溶剂挥发造成色谱柱柱效的下降。
2.5 检测器
检测器就是高效液相色谱仪的“眼睛”,将分离出来的样品物质组成和各组分浓度含量变化转化成相应的信号进行定性和定量检测分析,常用检测器主要有紫外检测器、荧光检测器等[8]。
紫外检测器是应用最广泛的检测器,其特点是具有较高灵敏度,线性范围宽,基线噪声低,适用于梯度脱洗,对强吸收物质的检测限可达到纳克级别。适用于有紫外吸收的物质,检测后不破坏样品结构,可用于物质的制备。
荧光检测器可检测能产生荧光的物质,其最小检测浓度可达到0.1ng/mL,适用于痕量分析,其灵敏度比紫外检测器高2个数量级,但是线性范围比紫外检测器窄,使用过程中要注意不能使用可熄灭、抑制和吸收荧光的流动相,选择强极性的溶剂有利于荧光的增强,荧光物质的荧光效率和强度也会随着温度的升高而降低[9]。
3 常见的色谱峰故障问题
3.1 基线噪声
基线噪声通常由检测池脏、检测器灯能量下降、检测器的温室效应、检测池中有气泡通过等原因引起的,可通过流动相冲洗平衡,更换检测器灯,控制好检测池的流速和温度,排出气泡等方法解决。
3.2 基线漂移
实验前需要用流动相冲洗系统,大约需要0.5h左右时间平衡系统,若还出现基线漂移,则可能是由流动相脏,色谱柱未平衡好,流量和温度的波动变化,色谱柱被污染等原因引起的,可重新更换流动相,平衡色谱柱,适当调节流量和温度保持稳定,更换色谱柱等措施进行排除。
3.2 异常峰
异常峰是指色谱图中出现鬼峰、负峰、扩展峰、拖尾峰、前伸峰等情况[10],这里需要具体问题具体分析,才能针对不同情况采取不同解决方法。具体情况与分析如表1所示。
表1 异常峰原因分析及解决办法
4 结语
高效液相色谱仪是我们日常工作科研学习的好帮手,如何使用和维护好仪器是至关重要的,遇到问题和故障要做到有的放矢才能解决好,延长仪器的使用寿命,确保仪器性能得到最大程度的发挥,确保科研数据结果的准确性和稳定性。
[1]杨先碧,阮慎康.高效液相色谱发展史[J].化学通报,1998.11:: 56-60.
[2]王旭东,赖伟华,王绪明.高效色谱仪-质谱技术在食品安全检测中的应用[J].现代仪器,2010(3):9-13.
[3]吴少敏,殷博昊,张雅芝.高效色谱的使用与维护[J].实验室科学, 2011,14(3):183-186.
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[5]赵青山,李冬梅,魏丽娜.高效液相色谱柱的使用与维护[J].生命科学仪器,2006(4):44-45.
[6]崔莹.液相色谱柱的使用与维护[J].分析仪器,2006(3):53-55.
[7]金晓玲,崔丹丹.谈谈HPLC法色谱柱的维护保养[J].中国医药指南,2007,(4):128.
[8]龚时琼.高效色谱仪常用检测器的使用与维护[J].现代仪器, 2009(1):55-56.
[9]吕良,陈霈.浅谈高效液相色谱仪检测器的发展与展望[J].计量与测试技术,2008,35(9):76-77.
[10]张燕婉,孟宪敏.HLPC使用中常见问题及对策[J].中国医学装备,2006,3(4):31-33.
李红亮(1984—),硕士,从事化学仪器计量检定校准工作。